Study of Titan's middle and upper atmosphere through the analysis of Cassini VIMS observations

Lo strumento VIMS a bordo della sonda Cassini è stato progettato per la misurazione della luce emessa e riflessa dalle superfici e atmosfere all'interno del sistema di Saturno, nelle regioni spettrali del visibile e vicino/medio infrarosso. L'inversione delle misure effettuate da VIMS nel vicino infrarosso tra i 2.8 e 3.6 micron ha permesso di ricavare i profili dei rapporti di mescolanza di HCN, C2H2 e CH4 nella media e alta atmosfera di Titano. In questo lavoro sono state utilizzate misure ottenute a partire da osservazioni prese tra il 2013 e il 2017 con geometria a lembo, in cui la linea di vista era compresa tra i 350 e 1050 km di quota. Le emissioni delle tre specie molecolari in questa regione dell’atmosfera si trovano in condizione di non equilibrio termodinamico locale (non-LTE): la popolazione dei livelli eccitati delle molecole è fortemente influenzata dalla radiazione solare e l'emissione è più intensa per bassi angoli solari zenitali (SZA). Gli spettri di VIMS sono stati altresì selezionati in modo tale da avere la migliore copertura latitudinale possibile e il miglior rapporto segnale/rumore, ottenuto per le osservazioni con minor angolo solare zenitale. Il processo di inversione segue un approccio bayesiano e si basa Metodo della massima verosimiglianza. Al fine di simulare correttamente l’emissione in non equilibrio termodinamico locale delle molecole, sono state utilizzate le temperature vibrazionali per i livelli di emissione delle tre molecole, calcolate dal Prof. López-Puertas e Dr. García-Comas (IAA -Granada). I risultati ottenuti per sono stati mediati in intervalli di 20° di latitudine e successivamente comparati con i risultati ottenuti dallo studio di Dinelli et al, [2019] basato sulle misure prese da VIMS tra il 2004 e 2012. I profili VMR del HCN C2H2 e CH4 ricavati supportano l’ipotesi di una estensione della circolazione della media atmosfera di Titano ben al di sopra della quota di 500 km.